Question

(12分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________。

（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式________。

（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9 。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______mo1/ L。

（4）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子的空间构型是_____，中心碳原子的轨道杂化类型为_____。1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。

②甲醇可制作燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入甲醇和空气，工作过程中，负极反应方程式为：___________________。

③已知在常温常压下：

CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H= -359.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) △H= -556.0 kJ·mol－1

H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol－1

写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式 。

Answer 1

(1)1s22s22p63s23p63d104s2

(2)C≡O （3）5.6×10—5

(4)①甲醇分子之间形成氢键，平面三角形，sp2杂化，1.806 ×1024

②CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol

【解析】

试题分析：（1）Zn的原子序数为30，关键是要注意3d轨道写在4s轨道的前面，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，（2）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：N≡N，互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式为C≡O，故答案为：C≡O；

（3）Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=1/2×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L，根据Ksp=c（CO32-）×c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L．

(4)①甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸

点高；甲醛为sp2杂化，不含孤电子对，分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳

氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的物质的量为3mol，数目为1.806 ×1024 个；②正极得到电子，

发生还原反应，同时因为在碱性条件下，则OH-参与反应，根据总方程式可知产物是CO32-和6H2O 所以答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O③根据盖斯定律得 ：热方程式1+热化学方程式2×1/2+热化学方程式3×2 则答案为CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol

考点：考查共价键类型和热化学方程式书写等相关知识点

考点分析： 考点1：物质的结构与性质 考点2：分子结构与性质 考点3：元素周期律与元素周期表 考点4：电化学基础 考点5：化学反应与能量的变化 考点6：溶解平衡 考点7：离子浓度比较 试题属性

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